給水廠課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書_secret

1、設(shè)計(jì)說明與計(jì)算書第1章設(shè)計(jì)水質(zhì)水量與工藝流程的確定1.1 設(shè)計(jì)水質(zhì)水量ss最高/(mg/L 700最大時變化系數(shù) 1.251原水水質(zhì)情況序號名稱最高數(shù)平均數(shù)備注1 色度40 152 pH值7.8 7.23 DO溶解氧11.2 6.384 BOD5 2.5 1.15 COD 4.2 2.46 其余均符合國家地面水水源級標(biāo)準(zhǔn)2水文地質(zhì)及氣象資料河流水文特征最高水位-m,最低水位-m,常年水位-m氣象資料歷年平均氣溫-,年最高平均氣溫-,年最低平均氣溫-。年平均降水量:-,年最高降水量-,年最低 降水量-。常年風(fēng)向-,頻率-。歷年最大冰凍深度20cm 3 地質(zhì)資料設(shè)計(jì)人口6.1萬人均用水量標(biāo)準(zhǔn)(最高

2、日200L/d 工廠A (萬立方米/d 0.4 工廠B (萬立方米/d 0.7 工廠C (萬立方米/d 0.9 工廠D (萬立方米/d 1.4 一般工業(yè)用水占生活用水% 195 第三產(chǎn)業(yè)用水占生活用水%90 原水水質(zhì)顯著特點(diǎn)為ss含量較高,水量變化較小,故在后續(xù)工藝設(shè)計(jì)中會針對上述兩個特點(diǎn)做出設(shè)計(jì),以求實(shí)現(xiàn)工藝的優(yōu)化。1. 2 給水處理流程確定 給水處理工藝流程的選擇與原水水質(zhì)和處理后的水質(zhì)要求有關(guān)。一般來講,地下水只需要經(jīng)消毒處理即可,對含有鐵、錳、氟的地下水,則需采用除鐵、除錳、除氟的處理工藝。地表水為水源時,生活飲用水通常采用混合、絮凝、沉淀、過濾、消毒的處理工藝。如果是微污染原水,則需

3、要進(jìn)行特殊處理。給水處理工藝流程的選擇與原水水質(zhì)和處理后的水質(zhì)要求有關(guān)。一般來講,地下水只需要經(jīng)消毒處理即可,對含有鐵、錳、氟的地下水,則需采用除鐵、除錳、除氟的處理工藝。地表水為水源時,生活飲用水通常采用混合、絮凝、沉淀、過濾、消毒的處理工藝。如果是微污染原水,則需要進(jìn)行特殊處理。一般凈水工藝流程選擇:1.原水混凝、沉淀或澄清適用條件:一般進(jìn)水懸浮物含量應(yīng)小于2000-3000mg/L,短時間內(nèi)允許到5000-10000mg/L,出水濁度約為10-20度,一般用于水質(zhì)要求不高的工業(yè)用水。2.原水混凝沉淀或澄清過濾消毒一般地表水廣泛采用的常規(guī)流程,進(jìn)水懸浮物允許含量同上,出水濁度小于2NTU。

4、3.原水接觸過濾消毒1一般可用于濁度和色度低的湖泊水或水庫水處理。2進(jìn)水懸浮物含量一般小于100mg/L,水質(zhì)穩(wěn)定、變化較小且無藻類繁殖。4. 原水調(diào)蓄預(yù)沉、自然預(yù)沉或混凝預(yù)沉混凝沉淀或澄清過濾消毒高濁度水二級沉淀(澄清,適用于含砂量大,砂峰持續(xù)時間較長時,預(yù)沉后原水含砂量可降低到1000mg/L 以下。本設(shè)計(jì)采用一般常規(guī)的凈水處理工藝, 其凈水工藝流程如下:、 第2章 給水處理構(gòu)筑物與設(shè)備型式選擇2.1、加藥間設(shè)計(jì)藥劑溶解池時,為便于投置藥劑,溶解池的設(shè)計(jì)高度一般以在地平面以下或半地下為宜,池頂宜高出地面0.20m 左右,以減輕勞動強(qiáng)度,改善操作條件。溶解池的底坡不小于0.02,池底應(yīng)有直徑

5、不小于100mm 的排渣管,池壁需設(shè)超高,防止攪拌溶液時溢出。由于藥液一般都具有腐蝕性,所以盛放藥液的池子和管道及配件都應(yīng)采取防腐措施。溶解池一般采用鋼筋混凝土池體,若其容量較小,可用耐酸陶土缸作溶解池。原水混合沉淀池市政管網(wǎng)絮凝池濾池二級泵房 清水池 混凝劑消毒劑(1. 混凝劑藥劑的選用混凝劑選用:堿式氯化鋁Al n(OHm CL3n-m簡寫PAC. 堿式氯化鋁在我國從七十年代初開始研制應(yīng)用,因效果顯著,發(fā)展較快,目前應(yīng)用較普遍,具用使膠粒吸附電性中和和吸附架橋的作用。本設(shè)計(jì)水廠混凝劑最大投藥量為30mg/l。其特點(diǎn)為:1凈化效率高,耗藥量少除水濁度低,色度小、過濾性能好,原水高濁度時尤為顯

6、著。2溫度適應(yīng)性高:PH值適用范圍寬(可在PH=59的范圍內(nèi),而不投加堿劑3使用時操作方便,腐蝕性小,勞動條件好。4設(shè)備簡單、操作方便、成本較三氯化鐵低。5無機(jī)高分子化合物。(2. 混凝劑的投加混凝劑的濕投方式分為重力投加和壓力投加兩種類型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;壓力投加方式有水射投加和計(jì)量泵投加。計(jì)量設(shè)備有孔口計(jì)量,浮杯計(jì)量,定量投藥箱和轉(zhuǎn)子流量計(jì)。本設(shè)計(jì)采用耐酸泵和轉(zhuǎn)子流量計(jì)配合投加。耐酸泵型號25FYS-20選用2臺,一備一用.1、靠近加氯點(diǎn),以縮短加氯管線的長度。水和氯應(yīng)充分混合,接觸時間不少于30min。為管理方便,和氯庫合建。加氯間和氯庫應(yīng)布置在水廠的下風(fēng)向。

7、2、加氯間的氯水管線應(yīng)敷設(shè)在地溝內(nèi),直通加氯點(diǎn),地溝應(yīng)有排水設(shè)施以防積水。氯氣管用紫銅管或無縫鋼管,氯水管用橡膠管或塑料管,給水管用鍍鋅鋼管,加氨管不能用銅管。3、加氯間和其他工作間隔開,加氯間應(yīng)有直接通向外部、且向外開的門,加氯間和值班室之間應(yīng)有觀察窗,以便在加氯間外觀察工作情況。4、加氯機(jī)的間距約0.7m,一般高于地面1.5m左右,以便于操作,加氯機(jī)(包括管道不少于兩套,以保證連續(xù)工作。稱量氯瓶重量的地磅秤,放在磅秤坑內(nèi),磅秤面和地面齊平,使氯瓶上下搬運(yùn)方便。有每小時換氣8-12次的通風(fēng)設(shè)備。加氯間的給水管應(yīng)保證不斷水,并且保持水壓穩(wěn)定。加氯間外應(yīng)有防毒面具、搶救材料和工具箱。防毒面具應(yīng)防

8、止失效,照明和通風(fēng)設(shè)備應(yīng)有室外開關(guān)。設(shè)計(jì)加氯間時,均按以上要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.2、混合設(shè)備在給排水處理過程中原水與混凝劑,助凝劑等藥劑的充分混合是使反應(yīng)完善,從而使得后處理流程取得良好效果的最基本條件?；旌鲜侨〉昧己眯跄Ч闹匾疤?影響混合效果的因素很多,如藥劑的品種、濃度、原水溫度、水中顆粒的性質(zhì)、大小等?；旌显O(shè)備的基本要求是藥劑與水的混合快速均勻。同時只有原水與藥劑的充分混合,才能有效提高藥劑使用率,從而節(jié)約用藥量,降低運(yùn)行成本?；旌系姆绞街饕泄苁交旌稀⑺旌?、水泵混合以及機(jī)械混合等。由于水力混合難以適應(yīng)水量和水溫等條件變化,且占地大,基建投資高;水泵混合設(shè)備復(fù)雜,管理麻煩;機(jī)械混合

9、耗能大,維護(hù)管理復(fù)雜;相比之下,管式靜態(tài)混合器是處理水與混凝劑、助凝劑、消毒劑實(shí)行瞬間混合的理想設(shè)備,管式混合具有占地極小、投資省、設(shè)備簡單、混合效果好和管理方便等優(yōu)點(diǎn)而具有較大的優(yōu)越性。它是有二個一組的混合單元件組成,在不需外動力情況下,水流通過混合器產(chǎn)生對分流、交叉混合和反向旋流三個作用,混合效益達(dá)90-95%,本設(shè)計(jì)采用管式靜態(tài)混合器對藥劑與水進(jìn)行混合。2.3、絮凝池絮凝過程就是在外力作用下,使具有絮凝性能的微絮粒相互接觸碰撞,而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝體。目前國內(nèi)使用較多的是各種形式的水力絮凝及其各種組合形式,主要有隔板絮凝、折板絮凝、柵條(網(wǎng)格絮凝、和穿孔旋流絮凝。表2-1

10、 絮凝池的類型及特點(diǎn)表類型特點(diǎn)適用條件隔板式絮凝池往復(fù)式優(yōu)點(diǎn):絮凝效果好,構(gòu)造簡單,施工方便;缺點(diǎn):容積較大,水頭損失較大,轉(zhuǎn)折處釩花易破碎水量大于30000m3/d的水廠;水量變動小者回轉(zhuǎn)式優(yōu)點(diǎn):絮凝效果好,水頭損失小,構(gòu)造簡單,管理方便;缺點(diǎn):出水流量不宜分配均勻,出口處宜積泥水量大于30000m3/d的水廠;水量變動小者;改建和擴(kuò)建舊池時更適用旋流式絮凝池優(yōu)點(diǎn):容積小,水頭損失較小;缺點(diǎn):池子較深,地下水位高處施工較難,絮凝效果較差一般用于中小型水廠折板式絮凝池優(yōu)點(diǎn):絮凝效果好,絮凝時間短,容積較小;缺點(diǎn):構(gòu)造較隔板絮凝池復(fù)雜,造價高流量變化較小的中小型水廠網(wǎng)格絮凝池優(yōu)點(diǎn):絮凝效果好,水

11、頭損失小,絮凝時間短;缺點(diǎn):末端池底易積泥根據(jù)以上各種絮凝池的特點(diǎn)以及實(shí)際情況并進(jìn)行比較,本設(shè)計(jì)選用往復(fù)式隔板絮凝池。2.4、沉淀池常見各種形式沉淀池的性能特點(diǎn)及適用條件見如下的各種形式沉淀池性能特點(diǎn)和適用條件。表2-2 各種形式沉淀池性能特點(diǎn)和適用條件表型式性能特點(diǎn)適用條件 平流式優(yōu)點(diǎn): 1、可就地取材,造價低;2、操作管理方便,施工較簡單;3、適應(yīng)性強(qiáng),潛力大,處理效果穩(wěn)定;4、帶有機(jī)械排泥設(shè)備時,排泥效果好缺點(diǎn): 1、不采用機(jī)械排泥裝置,排泥較困難2、機(jī)械排泥設(shè)備,維護(hù)復(fù)雜;3、占地面積較大1、一般用于大中型凈水廠;2、原水含砂量大時作預(yù)沉池豎流式優(yōu)點(diǎn): 1、排泥較方便2、一般與絮凝池合

12、建,不需建絮凝池;3、占地面積較小缺點(diǎn): 1、上升流速受顆粒下沉速1、一般用于小型凈水廠;2、常用于地下水位度所限,出水流量小,一般沉淀效果較差;2、施工較平流式困難較低時輻流式優(yōu)點(diǎn):1、沉淀效果好;2、有機(jī)械排泥裝置時,排泥效果好; 缺點(diǎn): 1、基建投資及費(fèi)用大; 2、刮泥機(jī)維護(hù)管理復(fù)雜,金屬耗量大;3、施工較平流式困難1、 一般用于大中型凈水廠;2、在高濁度水地區(qū)作預(yù)沉淀池 斜管(板式 優(yōu)點(diǎn):1、沉淀效果高;2、池體小,占地少缺點(diǎn):1、斜管(板耗用材料多,且價格較高;2、排泥較困難1、 宜用于大中型廠2、宜用于舊沉淀池的擴(kuò)建、改建和挖槽原水經(jīng)投藥、混合與絮凝后,水中懸浮雜質(zhì)已形成粗大的絮凝

13、體,要在沉淀池中分離出來以完成澄清的作用。設(shè)計(jì)采用斜管沉淀池。相比之下,平流式沉淀池雖然具有適應(yīng)性強(qiáng)、處理效果穩(wěn)定和排泥效果好等特點(diǎn),但是,平流式占地面積大。而且斜管沉淀池因采用斜管組件,使沉淀效率大大提高,處理效果比 平流沉淀池要好。2.5、濾池表2-3 各種形式濾池性能特點(diǎn)和適用條件表型式性能特點(diǎn)適用條件多層濾料濾池優(yōu)點(diǎn): 1、含污能力大;2、可采用較大的流速;3、能節(jié)約反沖洗用水,降速過濾水質(zhì)較好;缺點(diǎn): 1、濾料不易獲得且昂貴管理麻煩2、濾料易流逝且沖洗困難易積泥球,需采用助沖設(shè)備;只有三層濾料、雙層濾料適用大中型水廠普通快濾池優(yōu)點(diǎn): 1、有成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)運(yùn)行可靠2、采用的砂濾料,材料

14、易得價格便宜;3、采用大阻力配水系統(tǒng),單池面積可做得較大,池深適中,采用降速過濾,水質(zhì)較好向下流、砂濾料的回閥式濾池,適用大中型水廠,單池面積一般不宜大于100m2雙閥濾優(yōu)點(diǎn):下向流、砂濾料得雙閥式濾池池,優(yōu)缺點(diǎn)與普通快濾池基本相同且減少了2只閥門,相應(yīng)得降低了造價和檢修工作量缺點(diǎn):必須增加形成虹吸得抽氣設(shè)備。V型濾池優(yōu)點(diǎn):1、較好地消除了濾料表層、內(nèi)層泥球,具有截污能力強(qiáng),濾池過濾周期長,反沖洗水量小特點(diǎn)?？晒?jié)省反沖洗水量4060%,降低水廠自用水量,降低生產(chǎn)運(yùn)行成本。2、不易產(chǎn)生濾料流失現(xiàn)象,濾層僅為微膨脹,提高了濾料使用壽命,減少了濾池補(bǔ)砂、換砂費(fèi)用。3、采用粗粒、均質(zhì)單層石英砂濾料,保

15、證濾池沖洗效果和充分利用濾料排污容量,使濾后水水質(zhì)好。根據(jù)設(shè)計(jì)資料,綜合比較選用目前較廣泛使用的V型濾池。2.6 消毒方法水的消毒處理是生活飲用水處理工藝中的最后一道工序,其目的在于殺滅水中的有害病原微生物(病原菌、病毒等,防止水致傳染病的危害。其方法分化學(xué)法與物理法兩大類,前者系水中投家藥劑,如氯、臭氧、重金屬、其他氧化劑等;后者在水中不加藥劑,而進(jìn)行加熱消毒、紫外線消毒等。經(jīng)比較,采用液氯消毒。氯是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣的消毒劑,除消毒外還起氧化作用。加氯操作簡單,價格較低,且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。原水水質(zhì)較好時,一般為濾后消毒,雖然二氧化氯,消毒能力較氯強(qiáng)而且能在管網(wǎng)中保持很長時間,但

16、是由于二氧化氯價格昂貴,且其主要原料亞氯酸鈉易爆炸,國內(nèi)目前在凈水處理方面應(yīng)用尚不多。 3.1、布置說明水廠占地面積24000m²,因地制宜并考慮到遠(yuǎn)期發(fā)展,工藝采用水廠現(xiàn)行布置,流程力求簡短,適當(dāng)增加綠地,使水廠里面豐滿。當(dāng)各構(gòu)筑物和建筑物的個數(shù)和面積確定之后,根據(jù)工藝流程和構(gòu)筑物的功能要求,結(jié)合地質(zhì)和地形條件,進(jìn)行平面布置,布置時應(yīng)考Array慮以下幾點(diǎn):(1布置緊湊,以減少水廠占地面積和連接管渠的長度,并便于操作管理。但各構(gòu)筑物之間應(yīng)留處必要的施工和檢修間距和管道地 位;(2充分利用地形,力求挖填土方平衡以減少填、挖土方量和施工費(fèi)用;(3各構(gòu)筑物之間連接管應(yīng)簡單、短捷,盡量避免

17、立體交叉,并考慮施工、檢修方便。此外,有時也需要設(shè)置必要的超越管道,以便某一構(gòu)筑物停產(chǎn)檢修時,為保證必須供應(yīng)的水量采取應(yīng)急措施;(4建筑物布置應(yīng)注意朝向和風(fēng)向;(5有條件時最好把生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開,盡量避免非生產(chǎn)人員在生產(chǎn)區(qū)通行和逗留,以確保生產(chǎn)安全;(6對分期建造的工程,既要考慮近期的完整性,又要考慮遠(yuǎn)期工程建成后整體布局的合理性。還應(yīng)該考慮分期施工方便。3.2、生產(chǎn)管線設(shè)計(jì)水廠工藝流程中的主要管線有生產(chǎn)管線、超越管線、加藥管線、(ABS塑料管、加氯管線、自用水管線、排水管線;具體布置詳見總平面布置圖。第4章給水處理廠工藝計(jì)算4.1 加藥間設(shè)計(jì)計(jì)算已知計(jì)算水量Q=86400m3/d=3600

18、m3/h。根據(jù)原水水質(zhì)及水溫,參考有關(guān)凈水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),選堿式氯化鋁為混凝劑,混凝劑的最大投藥量a=30mg/L,藥容積的濃度b=15%,混凝劑每日配制次數(shù)n=2次。 1 溶液池容積1W 313036008.63417417215aQ W m bn =,取9m 3式中:a 混凝劑(堿式氯化鋁的最大投加量(mg/L ,本設(shè)計(jì)取30mg/L; Q 設(shè)計(jì)處理的水量,3600m 3/h; B 溶液濃度(按商品固體重量計(jì),一般采用5%-20%,本設(shè)計(jì)取15%;池旁設(shè)工作臺,寬1.0-1.5m ,池底坡度為0.02。底部設(shè)置DN100mm 放空管,采用硬聚氯乙烯塑料管。池內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進(jìn)行防腐處理。沿池面

19、接入藥劑稀釋采用給水管DN60mm ,按1h 放滿考慮。 2 溶解池容積2W 式中: 2W 溶解池容積(m 3 ,一般采用(0.2-0.31W ;本設(shè)計(jì)取0.31W溶解池也設(shè)置為2池,單池尺寸: 2.0 1.0 1.7L B H m m m =,高度 中包括超高0.2m ,底部沉渣高度0.2m ,池底坡度采用0.02。溶解池實(shí)際有效容積:32.0 1.0 1.4 2.8W m '= 溶解池的放水時間采用t =10min ,則放水流量:20 2.710004.5/601060W q L s t =, 查水力計(jì)算表得放水管管徑0d =75mm ,相應(yīng)流速0 1.17/d m s =,管材采

20、用硬聚氯乙烯管。溶解池底部設(shè)管徑d =100mm 的排渣管一根,采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形狀采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進(jìn)行防腐處理 3 投藥管 投藥管流量246060W q L s =查水力計(jì)算表得投藥管管徑d =20mm ,相應(yīng)流速為0.94m/s 。 4 溶解池攪拌設(shè)備溶解池攪拌設(shè)備采用中心固定式平槳板式攪拌機(jī)。 5 計(jì)量投加設(shè)備混凝劑的濕投方式分為重力投加和壓力投加兩種類型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;壓力投加方式有水射投加和計(jì)量泵投加。計(jì)量設(shè)備有孔口計(jì)量,浮杯計(jì)量,定量投藥箱和轉(zhuǎn)子流量計(jì)。本設(shè)計(jì)采用耐酸泵和轉(zhuǎn)子流量計(jì)配合投加。計(jì)量泵每小時投加藥量:3190

21、.75/1212W q m h =式中:1W 溶液池容積(m 3耐酸泵型號25FYS-20選用2臺,一備一用. 6 藥劑倉庫考慮到遠(yuǎn)期發(fā)展,面積為150m 2,倉庫與混凝劑室之間采用人力手推車投藥,藥劑倉庫平面設(shè)計(jì)尺寸為10.0m×15.0m 。4.2混合設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)總進(jìn)水量為Q=86400m 3/d ,水廠進(jìn)水管投藥口靠近水流方向的第一個混合單元,投藥管插入管徑的1/3處,且投藥管上多處開孔,使藥液均勻分布,進(jìn)水管采用兩條,流速v=1.0m/s 。計(jì)算草圖如圖2-1。 圖4-1 管式靜態(tài)混合器計(jì)算草圖 靜態(tài)混合器設(shè)在絮凝池進(jìn)水管中,設(shè)計(jì)流量338640043200/0.5/2Q

22、 q m d m s n =; 則靜態(tài)混合器管徑為:440.5q D m v = ,本設(shè)計(jì)采用D=800mm ; 2.混合單元數(shù) 按下式計(jì)算則混合器的混合長度為:2.64L DN m =3.混合時間L s v=4.水頭損失22Q h n m d =<0.5m,符合設(shè)計(jì)要求。5.校核GT 值 13h G s T-=,在700-10001s -之間,符合設(shè)計(jì)要求4.3 往復(fù)式隔板絮凝池設(shè)計(jì)計(jì)算絮凝池設(shè)計(jì)n=2組,每組設(shè)1池,每池設(shè)計(jì)流量為331864001800/0.5/24242Q Q m h m s n =,絮凝時間T=20min 。3118002060060V QT m =考慮與斜管沉

23、淀池合建,絮凝池平均水深取2.0m ,池寬取B=15.0m 。 2. 絮凝池有效長度 60020215V L m HB = 式中: H 平均水深(m;本設(shè)計(jì)取超高0.5m ,H=2.0m ;3. 隔板間距絮凝池起端流速取0.5/v m s =,末端流速取0.2/v m s =。首先根據(jù)起,末端流速和平均水深算出起末端廊道寬度,然后按流速遞減原則,決定廊道分段數(shù)和各段廊道寬度。 = 末端廊道寬度: 10.5Q a m Hv = 廊道寬度分成4段。各段廊道寬度和流速見表2-1。應(yīng)注意,表中所求廊道內(nèi)流速均按平均水深計(jì)算,故只是廊道真實(shí)流速的近似值,因?yàn)?廊道水深是遞減的。四段廊道寬度之和4 4.2

24、 5.6 6.2520b m =+=取隔板厚度=0.20m ,共27塊隔板,則絮凝池總長度L 為:4.水頭損失計(jì)算4.205.606.25表4-1 廊道寬度和流速計(jì)算表各段廊道總凈寬(m廊道分段號各段廊道寬度(m各段廊道流速(m/s各段廊道數(shù)2222it i i i i i iv v h m l g C R =+式中: v i 第i 段廊道內(nèi)水流速度(m/s ;it v 第i 段廊道內(nèi)轉(zhuǎn)彎處水流速度(m/s ;m i 第i 段廊道內(nèi)水流轉(zhuǎn)彎次數(shù);隔板轉(zhuǎn)彎處局部阻力系數(shù)。往復(fù)式隔板(1800轉(zhuǎn)彎=3;i l 第i 段廊道總長度(m; i R -第i 段廊道過水?dāng)嗝嫠Π霃?m ;i C 流速系數(shù)

25、,隨水力半徑Ri和池底及池壁粗糙系數(shù)n而定,通常按曼寧公式161i i C R n=計(jì)算。1112a H R a H =+=0.22 m 116C R n =,213572.45C =絮凝池采用鋼筋混凝土及磚組合結(jié)構(gòu),外用水泥砂漿抹面,粗糙系數(shù)為n=0.013。其他段計(jì)算結(jié)果得: R R R =23461.45C C C = 2223243776.10 C C C = 廊道轉(zhuǎn)彎處的過水?dāng)嗝婷娣e為廊道斷面積的1.2-1.5倍,本設(shè)計(jì)取1.4倍,則第一段轉(zhuǎn)彎處流速:11800it i Q v a H =m/s式中:it v 第i 段轉(zhuǎn)彎處的流速(m/s ;1Q 單池處理水量(m3/h ;i a 第

26、i 段轉(zhuǎn)彎處斷面間距,一般采用廊道的1.2-1.5倍;H 池內(nèi)水深(m 。 其他3段轉(zhuǎn)彎處的流速為: 2340.298/0.223/0.143/t t t v m s v m s v m s = 各廊道長度為:各段轉(zhuǎn)彎處的寬度分別為0.7m ;0.84m ;1.12m ;1.75m ;=-=-=-=-=-=-=-=-=第1段水頭損失為:2222 t v v h m l g C R =+=+=m5. GT 值計(jì)算(t=200C 時14h G s T -=<601s -,符合設(shè)計(jì)要求; 55.62206066240GT =(在104-105范圍之內(nèi) 絮凝池與沉淀池合建,中間過渡段寬度為1.5

27、m 。段數(shù)m i l i R i v itv iC i C i266.250.4868.064632.160.017合計(jì)h=h i =0.382m表4-2 各段水頭損失表4.4 斜管沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)流量為Q=1800 m 3/h ,斜管沉淀池與絮凝池合建,池寬為15m ,表面負(fù)荷q=10 m 3/ m 2·h 斜管材料采用厚0.4mm ,塑料板熱壓成成六角形蜂窩管,內(nèi)切圓直徑d=25mm ,長1000mm ,水平傾角=60°,斜管沉淀池計(jì)算草圖見圖4-2.穿孔排泥管配水區(qū)斜管區(qū)清水區(qū)積泥區(qū)排泥集水管 2180018010Q A m q = 式中 q 表面負(fù)荷32/(m m

28、 h ,一般采用9.0-11.032/(m m h ,本設(shè)計(jì)取1032/(m m h 2. 沉淀池的長度及寬度1801215A L mB = 則沉淀尺寸為L B =12×15=180 m 2 ,為配水均勻,進(jìn)水區(qū)布置在15m 長的一側(cè)。在12m 的長度中扣除無效長度0.5m ,因此進(jìn)出口面積(考慮斜管結(jié)構(gòu)系數(shù)1.03211(0.5(120.515L B A m k -= 式中: k 1斜管結(jié)構(gòu)系數(shù),取1.03 3 沉淀池總高度式中 h 1保護(hù)高度(m ,一般采用0.3-0.5m ,本設(shè)計(jì)取0.3m ; h 2清水區(qū)高度(m ,一般采用1.0-1.5m ,本設(shè)計(jì)取1.2m ; h 3斜

29、管區(qū)高度(m ,斜管長度為1.0m ,安裝傾角600,則3s i n600.87h m =;h 4配水區(qū)高度(m ,一般不小于1.0-1.5m ,本設(shè)計(jì)取1.5m ; h 5排泥槽高度(m ,本設(shè)計(jì)取0.8m 。沉淀池進(jìn)水采用穿孔花墻,孔口總面積:220.5Q A m v = 式中 v 孔口速度(m/s ,一般取值不大于0.15-0.20m/s 。本設(shè)計(jì)取0.2m/s每個孔口的尺寸定為15cm ×8cm ,則孔口數(shù)225000209158158 A N =個。進(jìn)水孔位置應(yīng)在斜管以下、沉泥區(qū)以上部位。 2.沉淀池出水設(shè)計(jì)沉淀池的出水采用穿孔集水槽,出水孔口流速v 1=0.6m/s,則穿

30、孔總面積:231Q A m v = 設(shè)每個孔口的直徑為4cm ,則孔口的個數(shù) 30.83 6610.001256A N F=F m =.設(shè)沿池長方向布置8條穿孔集水槽,中間為1條集水渠,為施工方便槽底平坡,集水槽中心距為:L'=12/8=1.5m 。,每條集水槽長L=(151/27-=m , 每條集水量為:30.50.031/28q m s =,考慮池子的超載系數(shù)為20%,故槽中流量為:起點(diǎn)槽中水深 H 1=0.75b =0.75×0.24=0.18m ,終點(diǎn)槽中水深H 2=1.25b =1.25×0.24=0.30m為了便于施工,槽中水深統(tǒng)一按H 2=0.30m

31、計(jì)。集水方法采用淹沒式自由跌落,淹沒深度取0.05m ,跌落高度取0.07m ,槽的超高取0.15m 。則集水槽總高度:集水槽雙側(cè)開孔,孔徑為DN=25mm ,每側(cè)孔數(shù)為50個,孔間距為15cm 8條集水槽匯水至出水渠,集水渠的流量按0.5m 3/s ,假定集水渠起端的水流截面為正方形,則出水渠寬度為考慮到集水槽水流進(jìn)入集水渠時應(yīng)自由跌落高度取0.05m ,即集水槽應(yīng)高于集水渠起端水面0.05,同時考慮到集水槽頂相平,則集水渠總高度為:H '=0.05+0.7+0.57=1.32m出水的水頭損失包括孔口損失和集水槽速度內(nèi)損失。孔口損失:22v h m g = 式中:進(jìn)口阻力系數(shù),本設(shè)計(jì)

32、取=2.集水槽內(nèi)水深為0.3m ,槽內(nèi)水力坡度按i=0.01計(jì),槽內(nèi)水頭損失為: 出水總水頭損失采用穿孔管進(jìn)行重力排泥,穿孔管橫向布置,沿與水流垂直方向共設(shè)8根,雙側(cè)排泥至集泥渠。集泥渠長12m ,B ×H=0.3m ×0.3m ,孔眼采用等距布置,穿孔管長7.5m ,首末端集泥比為0.5,查得k =0.72。取孔徑d =25mm ,孔口面積f =0.00049m ²,取孔距s =0.4m ,孔眼總面積為:l m s =-=-=m 2孔眼總面積為:w k =0.008820.72=0.0123 m 2 穿孔管直徑為: D =40.0123=0.125m取直徑為15

33、0mm ,孔眼向下,與中垂線成45 角,并排排列,采用氣動快開式排泥閥。 4. 4.3 核算 (1 雷諾數(shù)Re 水力半徑R =256.2544d=mm=0.625cm 當(dāng)水溫t =20時,水的運(yùn)動粘度=0.01cm 2/s斜管內(nèi)水流速速為2v =01sin 60Q=0.0034m/s=0.34cm/s斜管內(nèi)水流速速為2v =1sin 60Q=0.0034m/s=0.34cm/s 式中 斜管安裝傾角,一般采用600-750,本設(shè)計(jì)取600 , (2弗勞德系數(shù)r Fr F =2=1.89×10-4 r F 介于0.001-0.0001之間,滿足設(shè)計(jì)要求。(3斜管中的沉淀時間TT=12l

34、v =10.0034=294s=4.9min ,滿足設(shè)計(jì)要求(一般在25min 之間式中 1l 斜管長度(m ,本設(shè)計(jì)取1.0m4.5 V 型濾池設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)2組濾池,每組濾池設(shè)計(jì)水量Q=1800m ³/d,設(shè)計(jì)濾速=10m/h ,過濾周期48h濾層水頭損失:沖洗前的濾層水頭損失采用1.8m第一步 氣沖沖洗強(qiáng)度1氣q =15L/(s. m ²,氣沖時間氣t =2min 第二步 氣、水同時反沖2氣q =15L/(s. m ²,1水q =4L/(s. m ²,水氣,t =4min第三步 水沖強(qiáng)度2水q =5L/(s. m ²,水t =4min 沖洗

35、時間t=10min ;沖洗周期T=48h反沖橫掃強(qiáng)度1.8L/(s. m ² ,濾池采用單層加厚均質(zhì)石英砂濾料,粒徑0.96-1.35mm ,不均勻系數(shù)1.2-1.6。 圖4-3 V 型濾池剖面示意圖 T 24=24 0.167×4824=23.9h1.2 濾池總面積F=QvT '=864001023.9=361.51m ²1.3 濾池的分格為了節(jié)省占地,選雙格V 型濾池,池底板用混凝土,單格寬B =3.5m,單格長L =14m,(一般規(guī)定V 型濾池的長寬比為2 :14 :1,濾池長度一般不宜小于11m ;濾池中央氣,水分配槽將濾池寬度分成兩半,每一半的寬

36、度不宜超過4m面積49m ²,共4座,每座面積98 m ²,總面積392m ²。 1.4 校核強(qiáng)制濾速/v/v =1-N NV=41041-=13.3m/h, 滿足v 17m/h 的要求。 1.5 濾池高度的確定H=1H +2H +3H +4H +5H +6H +7H =0.8+0.1+1.2+1.4+0.4+0.3+0.1=4.3m式中:1H 氣水室高度,0.70.9m ,取0.8m2H 濾板厚度m ,取0.1m3H 濾料層厚度m ,取1.2m 4H 濾層上水深m ,取1.4m5H 進(jìn)水系統(tǒng)跌差m ,取0.4m 6H 進(jìn)水總渠超高m ,取0.3m 7H 濾板承托

37、層厚度m ,取0.1m1.6 水封井設(shè)計(jì)濾層采用單層均質(zhì)濾料,粒徑0.961.35mm ,不均勻系數(shù)80K 為1.21.6,均質(zhì)濾料清潔濾料層的水頭損失按下式計(jì)算清H =180320-1gm m (201(l v d =180×325水的運(yùn)動黏度, ²/s ,20時為0.0101²/s ;g 重力加速度,981²/s ; 0m 濾料孔隙率,取0.5; 0d 與濾料體積相同的球體直徑,根據(jù)廠家提供數(shù)據(jù),取為0.10l 濾層厚度,120v 濾速,v=10m/h=0.28m/s濾料顆粒球度系數(shù),天然沙粒0.750.80,取0.8根據(jù)經(jīng)驗(yàn),濾速為812 m/s

38、時,清潔濾料層的水頭損失一般為3050,計(jì)算值比經(jīng)驗(yàn)值低,取經(jīng)驗(yàn)值的底限30位清潔濾料層的過濾水頭損失。正常過濾時,通過長柄濾頭的水頭損失h 0.22m ,忽略其他水頭損失,則每次反沖洗后剛開始過濾時的水頭損失為開始H =0.3+0.22=0.52m,為保證正常過濾時池內(nèi)液面高出濾料層,水封井出水堰頂高與濾料層相同,設(shè)水封井平面尺寸2×2m ²。堰底板比濾池底板低0.3m ,水封井出水堰總高為:水封H =0.3+1H +2H +3H +7H =0.3+0.8+0.1+1.2+0.1=2.5m因?yàn)槊孔鶠V池過濾水量:單Q =vf=10×98=980m ³/h

39、=0.27 m ³/s 所以水封井出水堰堰上水頭由矩形堰的流量公式Q=231.84bh 計(jì)算得:水封h =23(1.84Q b 單=230.27(1.84 2.0=0.176m則反沖洗完畢,清潔濾料層過濾時,濾池液面比濾料層高0.176+0.52=0.696m 2 反沖洗管渠系統(tǒng)本設(shè)計(jì)采用長柄濾頭配水配氣系統(tǒng),沖洗水采用沖洗水泵供應(yīng),為適應(yīng)不同沖洗階段對沖洗水量的要求,沖洗水泵采用兩用一備的組 合,水泵宜于濾池合建,且沖洗水泵的安裝應(yīng)符合泵房的有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定。2.1 反沖洗用水流量反Q 的計(jì)算反沖洗用水流量按水洗強(qiáng)度最大時計(jì)算,單獨(dú)水洗時反洗強(qiáng)度最大為5L/( m ².s反水

40、Q =水q f=5×98=490 L/s=0.49m 3/s=1764 m 3/h 參考相似資料水泵采用14s h-28型水泵,其性能參數(shù)為:H=12.319.3m,Q=270400l/s 。V 型濾池反沖洗時,表面掃洗同時進(jìn)行,其流量:表水Q =表水q f=0.0018×98=0.18 m ³/s2.2 反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計(jì)算配水干管進(jìn)口流速應(yīng)為 1.5m/s 左右,配水干管的截面積水干A =反水Q /水干V =0.49/1.5=0.33m ²反沖洗配水干管采用鋼管,DN700,流速1.27m/s ,反沖洗水由反沖洗配水干管輸送至氣水分配渠,由氣水分

41、配渠底兩側(cè)的布水方孔配水到濾池底部布水區(qū),反沖洗水通過布水方孔的流速按反沖洗配水支管的流速取值,配水支管流速為1.01.5m/s,取水支V =1.0m/s,則配水支管的截面積方孔A =反水Q /水支V =0.49/1.0=0.49m ²,此為配水方孔總面積,沿渠長方向兩側(cè)各均勻布置20個配水方孔,共計(jì)40個,孔中心間距0.6m ,每個孔口面積:小A =0.49/40=0.0123 m ²每個孔口尺寸取0.1×0.1m ²。反沖洗水過孔流速v=0.49/2×20×0.1×0.1=1.225m/s 滿足要求。2.3 反沖洗用氣量

42、計(jì)算反氣Q采用鼓風(fēng)機(jī)直接充氣,采用兩組,一用一備。反沖洗用氣流量按氣沖強(qiáng)度最大時的空氣流量計(jì)算,這是氣沖強(qiáng)度為15L/( m ².s反氣Q =氣q f=15×98=1470L/s=1.47m 3/s 2.4 配氣系統(tǒng)的斷面計(jì)算配氣干管進(jìn)口流速應(yīng)為5m/s左右,則配氣干管的截面積 氣干A =氣干反氣V Q =1.475=0.294 m ² 反沖洗配氣干管采用鋼管,DN250,流速9.87m/s ,反沖洗用空氣由反沖洗配氣干管輸送至氣水分配渠,尤其水分配渠兩側(cè)的布?xì)庑】着錃獾綖V池底部布水區(qū)。布?xì)庑】拙o貼濾板下緣,間距與布水方孔相同共計(jì)40個,反沖洗用空氣通過布?xì)庑】椎?/p>

43、流速按反沖洗配氣支管的流速取值。反沖洗配氣支管流速為10m/s 左右,配氣支管的截面積氣支A =反氣Q /氣支V =1.47/10=0.147m ²0.15m 2每個布?xì)庑】酌娣e:氣孔A =氣支A /40=0.15/40=0.00375 m ²,孔口直徑氣孔d =1240.00375(3.140.07m ,取70mm 。每孔配氣量: 氣孔Q =反氣Q /40=1.47/40=0.0368m ³/s=132.48m ³/h2.5 氣水分配渠的斷面設(shè)計(jì)對氣水分配渠斷面面積要求的最不利條件發(fā)生在氣水同時反沖洗時,亦即氣水同時反沖洗時要求氣水分配渠斷面面積最大。

44、因此氣水分配渠的斷面設(shè)計(jì)按氣水同時反沖洗的情況設(shè)計(jì)。氣水同時反沖洗時反沖洗水的流量反氣水Q =水q f=4×98=392 L/s 0.39m ³/s 氣水同時反沖洗時反沖洗空氣的流量反氣Q =氣q f=15×98=1470 L/s=1.47m ³/s 氣水分配渠的氣水流速均按相應(yīng)的配水配氣干管流速取值,則氣水分配干渠的斷面積:氣水A =反氣水Q /水干V +反氣Q /氣干V =0.39/1.5+1.47/5=0.26+0.2940.554m 23.濾池管渠的布置3.1 反沖洗管渠 (1氣水分配渠氣水分配渠起端寬取 1.2m,高取 1.5m ,末端寬取1.

45、2m ,高取1.0m ,則起端截面積為1.8m ²,末端截面積1.2m ²,兩側(cè)沿程各布置20個配水小孔和20個配氣小孔,孔間距0.6m ,共40個配水小孔和 40個配氣小孔,氣水分配渠末端所需最小截面積為0.554/40=0.0142m 末端截面積1.2 m ²,滿足要求。(2排水集水槽排水集水槽頂端高出濾料層頂面0.5m,則排水集水槽起端槽高起H =1H +2H +3H +7H +0.5-1.5=0.8+0.1+1.2+0.1+0.5-1.5=1.2m, 式中,H 1,H 2,H 3同前, 1.5為氣水分配渠起端高度。排水集水槽末端槽高末H =1H +2H +

46、3H +7H +0.5-1.0=0.8+0.1+1.2+0.1+0.5-1.0=1.7m,其中1.0為氣水分配渠末端高度H H L -=末起0.02,符合設(shè)計(jì)要求。 (3排水集水槽排水能力校核由矩形斷面暗溝(非滿流,n=0.013計(jì)算公式校核集水槽排水能力。設(shè)集水槽超高0.3m ,則槽內(nèi)水位高排集h =1.2-0.3=0.9m ,槽寬排集b =1.0m ,濕周X=b+2h=1.0 +2×0.9=2.8m水流斷面排集A =排集b 排集h =1.0×0.9=0.9m 2水力半徑R=排集A /X=0.9/2.8=0.32m水流速度v=n i R 2132=2132實(shí)際過水量反Q

47、=反水Q +表水Q =0.49+0.18=0.67m ³/s 6.12 m ³/s ,符合設(shè)計(jì)要求。3.2. 排水渠和進(jìn)水管渠(1排水渠內(nèi)水深H=3273.1gB4.9m.(2進(jìn)水管渠:4座濾池分成獨(dú)立的兩組,每組進(jìn)水總渠過水流量按強(qiáng)制過濾流量設(shè)計(jì),流速要求0.81.2m/s,采用1.0m/s 則過濾流量Q =86400/2=1800m 3/h=0.5 m ³/s 過水?dāng)嗝?.5m 。(3單池進(jìn)水孔:每座濾池在進(jìn)水側(cè)壁開三個進(jìn)水孔,進(jìn)水總渠的渾水通過這三個進(jìn)水孔進(jìn)入濾池,兩側(cè)進(jìn)水孔孔口在反沖洗時關(guān)閉,中間進(jìn)水孔孔口設(shè)手動調(diào)節(jié)閘板,在反沖洗時不關(guān)閉,供給反洗表掃用水

48、。調(diào)節(jié)閘板的開啟度,使其在反沖洗時的進(jìn)水量等于表面掃洗用水量,孔口面積按孔口淹沒出流公式Q=0.642Agh 計(jì)算,其總面積按濾池強(qiáng)制過濾水量計(jì),強(qiáng)制過濾水量30.5/210.5m /s Q =-=強(qiáng)( 孔口兩側(cè)水位差取0.1m ,則孔口總面積 中間孔面積按表面掃洗水量設(shè)計(jì):中孔A =孔A ×強(qiáng) 兩個側(cè)孔口設(shè)閥門,采用橡膠囊充氣閥,每個側(cè)孔面積2A A A -=孔中孔側(cè)0.56-0.22=0.18m 2 孔口寬側(cè)孔B =0.6m ,孔口高側(cè)孔H =0.3m(4寬頂堰:為保證進(jìn)水穩(wěn)定性,進(jìn)水總渠引來的待濾水經(jīng)過寬頂堰進(jìn)入每座濾池內(nèi)的配水渠,在經(jīng)配水渠分配到兩側(cè)的V 型槽。寬頂堰堰寬取寬

49、頂b =4.5m ,寬頂堰與進(jìn)水總渠平行布置,與進(jìn)水總渠側(cè)壁相距0.5m 。堰上水頭由矩形堰的流量公式Q=2/31.84bh 計(jì)算得 :寬頂h =3284.1(寬頂強(qiáng)b Q =230.5(1.84 4.5=0.15m (5濾池配水渠:進(jìn)入每座濾池的待濾水經(jīng)過寬頂堰溢流至配水渠,由配水渠兩側(cè)的進(jìn)水孔進(jìn)入濾池內(nèi)的V 型槽,濾池配水渠寬取b 配水=0.5m ,渠高為 1.0m ,渠總長等于濾池總寬,則渠長配渠L =7.0m ,當(dāng)渠內(nèi)水深配渠h =0.5m 時,末端流速(進(jìn)來的待濾水由分配渠中段向渠兩側(cè)進(jìn)水孔流去,每側(cè)流量強(qiáng)Q /2v =配渠配渠配渠強(qiáng)h 2b Q =0.5=1.0m/s , 滿足濾池

50、進(jìn)水管渠流速在0.81.2m/s 的范圍內(nèi)的要求。 (6配水渠過水能力校核: 配水渠水力半徑=配渠R 配渠配渠配渠配渠b 2h h +b =+=0.167m 0.17m配水渠水力坡降=配渠i 2/32(/R nv 配渠配渠=2/32(0.013 1.0/0.17<0.002渠內(nèi)水面降落2/L i h 配渠配渠配渠=0.002×7/2=0.007m 因?yàn)榕渌罡咚籬=配渠h +配渠h =0.5+0.007=0.507m 渠高1.0m,所以配水渠的過水能力滿足要求。 4. V 型槽的設(shè)計(jì)V 型槽槽底射表掃水出水孔,直徑取0.025m ,間隔0.15m ,每槽共計(jì)93個,則單側(cè)V

51、 型槽表掃水出水孔總面積為: 表孔A =4×93=0.045 m 2 表掃水出水孔低于排水集水槽堰頂0.15m ,即V 型槽槽底的高度低于集水槽堰頂0.15m 。 據(jù)潛孔出流公式Q=0.642Agh ,其中Q 應(yīng)為單個濾池的表掃水流量,則表面掃洗時V 型槽內(nèi)水位高出濾池反沖洗時液面液v h =2Q 20.64A (2g表水表孔=20.18(反沖洗時排水集水槽的堰上水頭由矩形堰的流量公式Q=2/31.84bh 求得,其中b 為集水槽長14m ,Q 為單格反沖洗流量反單Q =反Q /2=0.67/2=0.335m 3/s所以 排槽h =2/32/3Q 0.335(1.8414m = 反單

52、=0.06mV 型槽傾角45°,垂直高度1.0m ,壁厚0.05m 。反沖洗時V 型槽頂高出濾池內(nèi)液面高度為:H=1.0-0.15-排槽h -液v h =1.00.150.060.5=0.29m沖洗水塔容積按一座濾池沖洗水量的1.5倍計(jì)算:沖洗水箱底到濾池配水間的沿途及局部損失之和為:10.79h m =,配水系統(tǒng)水頭損失為20.47h m =,濾料層水頭損失:=-=-= 式中:1r 濾料石英砂的密度,1r =2.65t/m 3;r 水的密度,r =1 t/m3;m0濾料膨脹前的空隙率,m0=0.41;H3濾料層膨脹前的厚度,H3=1.2m。安全富余水頭:h4=1.5m,沖洗水箱底應(yīng)

53、高于洗砂排水槽面:H h h h h m=+=+=5. 設(shè)備選型5.1風(fēng)機(jī)選型根據(jù)氣水同時反沖洗時反沖洗系統(tǒng)對空氣的壓力,風(fēng)量要求選3臺LG50風(fēng)機(jī)。風(fēng)量50m3/min,風(fēng)壓49kpa,電機(jī)功率60kw,兩用一備,正常工作鼓風(fēng)量共計(jì)100m3/min>1.1Q反氣=97 m3/min。5.2反沖洗水泵選型選用12Sh-28型泵,3臺(2用一備,性能參數(shù):流量612-900m3/h,揚(yáng)程10-14.5m,軸功率30.3-33.0KW,電機(jī)功率40KW,允許吸上的真空高度為4.5m。4.6 消毒和清水池設(shè)計(jì)計(jì)算已知設(shè)計(jì)水量Q=86400m3/d=3600m3/h,本設(shè)計(jì)消毒采用液氯消毒,預(yù)

54、氯化最大投加量為1.5mg/L,清水池最大投加量為1.0mg/L。1 加氯量計(jì)算預(yù)加氯量為 /Q a Q k g h = 清水池加氯量為為了保證氯消毒時的安全和計(jì)量正確,采用加氯機(jī)投氯,并設(shè)校核氯量的計(jì)量設(shè)備。選用2臺ZJ 2轉(zhuǎn)子加氯機(jī),選用寬高為:330mm ×370mm ,一用一備.儲氯量(按20天考慮為:2024202494320G Q kg =液氯的儲備于4個1噸氯瓶(H ×D=2020mm ×800mm 和1個0.5噸氯瓶(H ×D=600mm ×1800mm 。 2 清水池平面尺寸的計(jì)算 1清水池的有效容積清水池的有效容積,包括調(diào)節(jié)容積,消防貯水量和水廠